Диоксида титана повышает интенсивность излучения лазерных светодиодов

30.01.2023

Оксиды титана значительно повышают эффективность и фотолюминесценцию светодиодов. Господство белых светодиодов в качестве основного источника света может скоро закончиться с появлением новой альтернативы.

Фотонный кристалл или наноантенна, двумерная структура с периодическим расположением наноразмерных частиц, разрабатывается как передовая технология оптического контроля. Воздействие света на комбинацию наноантенны с люминофорной пластиной дает гармоничное сочетание синего и желтого света.

Белые светодиоды уже получили улучшение в виде белых лазерных диодов (LD), которые состоят из желтых люминофоров и синих лазерных диодов. Синие LD узконаправлены, а желтые люминофоры излучают во всех направлениях, что приводит к нежелательному смешению цветов.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали люминофорные пластины в сочетании с наноантеннами с использованием металлического алюминия, что позволяет увеличить фотолюминесценцию. Наночастицы алюминия эффективно рассеивают свет и улучшают его интенсивность и направленность. Однако алюминий также и поглощает свет, снижая выходную мощность. Это основное узкое место, особенно для задач, требующих высокой интенсивности освещения.

Группа исследователей из Киотского университета добилась десятикратного усиления прямой фотолюминесценции, заменив алюминий диоксидом титана.

"Оказалось, что диоксид титана - лучший выбор из-за его высокого показателя преломления и поглощения при слабом освещении", - отметил ведущий автор исследования Шунсуке Мураи.

Хотя интенсивность светорассеяния оксида титана изначально казалась меньшей, чем у металлического алюминия, команда использовала компьютерное моделирование для разработки оптимальной конструкции наноантенны.

"Новые люминофоры наноантенн выгодны для очень яркого, но энергосберегающего твердотельного освещения, поскольку они могут подавлять повышение температуры при облучении, - объясняет Мураи. - В процессе поиска оптимальных размеров мы с удивлением обнаружили, что самые тонкие люминофоры давали самую яркую фотолюминесценцию, демонстрируя, как увеличить интенсивность и прямого излучения и общую мощность".

<< Назад: Генерация электроэнергии из движущихся поездов 30.01.2023

>> Вперед: Передача радиосигналов почти без затрат энергии 29.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Обучающие ошибки 09.11.2019 Учась чему-либо, мы неизбежно делаем ошибки, и считается, что без ошибок мы не сможем ничему научиться. Но ошибаться можно много или мало, и возникает вопрос, сколько ошибок нужно для наиболее эффективного обучения? Очевидно, их не должно быть слишком мало - потому что тогда возникнет вопрос, узнаем ли мы вообще что-то новое. Представим, к примеру, что мы выполняем грамматическое упражнение по иностранному языку, и выполняем его с первого раза на 100% - это значит, что в упражнение содержит правила, которые мы давно и хорошо усвоили. Но ошибок и не должно быть слишком много - потому что тогда мы, скорее всего, вообще не выполним свою задачу и опять же ничего не узнаем. Представим другое языковое упражнение, в котором мы ошиблись почти везде - в таком случае мы вообще вряд ли поймем, что правильно, а что нет. Исследователи из Аризонского университета, Принстона и других научных центров посчитали число ошибок, оптимальное для обучения - оказалось, что их должно быть около 15%. То есть в рамках какого-нибудь задания на какую-нибудь тему 85% ответов должны быть правильными - тогда мы уж точно выучим то, что хотели выучить. Правда, насчет "мы" здесь есть некоторая натяжка: авторы работы экспериментировали не с людьми, а с компьютерными алгоритмами, которых натаскивали различать некие объекты по категориям, или отличать четные числа от нечетных, или отличать большие числа от малых. Компьютеры обучались быстрее всего, если во время обучения они ошибались не более чем в 15% случаев. Хотя, по словам авторов работы, если проанализировать исследования с обучающимися животными, то и там можно обнаружить ту же закономерность с 15% неправильных ответов. Если те же самые 15% имеют место у людей, то это, очевидно, должно помочь оптимизировать некоторые образовательные методы. Речь опять же не о том, что студенты должны стараться получать оценки ниже высшей. Эти проценты имеют значение прежде всего для тех, кто разрабатывает учебные курсы, методические пособия и пр. Например, если студента-медика учат отличать рентгенограммы, на которых есть опухоль, от рентгенограмм, на которых нет опухоли, то студент быстрее поймет, чем они отличаются, если его будут учить на таком наборе учебных снимков, где он ответит правильно в 85% случаев.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025